电梯无线通信论文

摘要：为解决高层建筑火灾被困人员的逃生问题，本文设计了一种高层建筑火灾逃生控制系统。该系统以单片机为控制核心，采用太阳能供电模块提供电能，结合无线通信模块来传送指令;通过拉力传感器检测人员进出情况，使用步进电机驱动载人装置运行，从而提高火灾逃生的安全性与高效性。今天小编为大家推荐《电梯无线通信论文(精选3篇)》，仅供参考，大家一起来看看吧。

电梯无线通信论文 篇1：

无线通信室内覆盖工程的质量监理

摘  要：在目前城市建筑高度、密度快速增长而空间构造日益复杂的背景下，室内覆盖工程对优化无线通信网络结构、拓展系统容量以及改善用户体验至关重要。本文首先阐释实施无线通信室内覆盖的意义，介绍工程的质量评价标准与控制要点，进而分析在监理工作中应如何在不同阶段掌握质量控制要点，确保室内覆盖工程的勘察足够深入、设计方案合理且施工技术应用得当，提高无线通信室内覆盖效果并有效控制施工成本。

关键词：质量监理;室内覆盖;设计目标;无线通信

引言：

由于无线通信网络用户的极速增长，系统的容量、信号稳定性以及覆盖面对增强运营商的市场竞争力越来越重要。而室内空间是用户密度最高、服务请求最集中和频繁的区域，也最易产生信号盲区和出现通信质量不稳定问题，因此必须通过室内覆盖工程有效改进无线通信系统服务质量、提升系统容量与覆盖率。

一、室内覆盖工程概述

目前城市建筑中无线通信信号收发的干扰因素越来越多，室内同一平面的不同区域、不同层高的信号在建筑结构材料的屏蔽、电场或磁场干扰以及被障碍物的吸收弱化作用下，使用户在建筑内部无法正常进行无线通信，或者出现信号失真等问题。此外，由于城市建筑室内的无线通信用户相对集中，因此信道带宽和系统容量也是制约通信质量的重要因素。而室内覆盖工程是利用耦合器、馈线以及功分器等设备将信号传输至建筑所有位置，根据建筑的结构特征、各个区域已有无线通信信号的强度等，合理规划室内无线通信覆盖方案，可以优化无线信号在建筑内的分布，使其完全覆盖电梯、地下室等区域，保证用户在室内的任何地点都能获得质量稳定的通信服务。

二、室内覆盖工程的质量控制要点

（一）规划设计方案的优化

室内覆盖工程的规划设计旨在实现无线通信信号的均匀传输，确保每个地点的高质量通信。但在保障各个区域的信号强度与覆盖效果的同时需要合理选择信源方案并根据实际需要计算各项参数才能得到最经济的解决方案，并且避免因室内覆盖施工中直放站等的应用给已有无线通信网络带来干扰。因此，室内覆盖方案的设计必须基于对已有室内无线信号覆盖状况、周边移动通信基站布局的勘测确定需要覆盖的范围，并且对实现室内覆盖的可行方案进行评估和优化，平衡其技术与经济指标。

（二）覆盖效果评价

建筑内部的无线信号传输不仅存在弱化、失真以及通信盲区问题，还由于用户高度集中造成信道不定时拥堵，这几种情况都是实施室内覆盖施工所需解决的问题。因此，首先通过室内覆盖工程的施工，需要达到强化无线信号并使之均匀覆盖所有区域的目标。所以，室内天线的布置、信源方案的设计以及各关键器件的选型都必须进行細致的分析和验算，结合对建筑结构、施工安装条件的实地勘查确定出可行的技术方案。其次，室内覆盖工程还必须有效拓展通信信道的容量，提高用户通信质量的稳定性。

三、室内覆盖工程质量监理要点

（一）通过现场勘测对初步设计方案进行审核

室内覆盖工程设计方案的合理性对覆盖效果起到了决定性作用，因此质量监理必须从规划设计阶段便开始介入，与系统集成商共同深入施工现场进行勘测，对其初步设计方案进行评估和审核[1]。首先要核实图纸中所标示的内容与实际的建筑结构是否吻合，确认室内天线等设备安装位置的合理性。其次，为了验证天线布局、密度是否合理应在现场的地下室、高层以及电梯等容易出现信号盲区的位置进行模拟测试，检测和记录信号泄露强度以及已有无线信号的参数等，用于评价室内初步设计方案的合理性，并作为下一步质量监理工作的依据。

（二）审查设计文件并促使集成商完成优化

在设计文件的审核过程中应重点分析集成商所提供的覆盖方案的经济性，避免其为增加收益而增加工程量。首先结合在施工地点的勘查记录，分析其设计方案所使用的器件、设备是否存在冗余、布线方案是否足够合理，对存在问题的部分要求其进行优化。其次，鉴于室内覆盖工程的施工范围处于建筑的线径以及电梯等部位，安装施工的风险较大且容易存在电场、磁场干扰问题。因此也要着重审核施工安全保障措施是否完善，馈线以及天线的设计安装位置是否与建筑的强电管线、金属体等保持合理的距离等。

（三）依据监理规划实施现场监督

由于室内覆盖系统结构复杂、隐蔽工程偏多，因此如果施工过程中无法保障质量会给系统的测试与验收带来极大困难。所以监理人员必须制定细致的工作规划，根据具体工程的室内覆盖施工方案确定质量监理的要点并制定详细的控制措施。首先，对于馈线连接、穿墙管线的施工必须进行严密的现场监督，确保馈线头制作精良、穿墙管线的防火处理得当，线缆连接部位接触良好且进行规范化的防水处理[2]。并且在施工进行过程中使用驻波仪对已完成区段进行检测，对存在问题的部分及时进行处理，保障信号覆盖效果。其次，确认设备安装位置无影响其信号传输的电磁干扰和腐蚀性介质，与金属体等之间的距离在允许范围。最后确保天线的安装位置精确，周边没有干扰和阻挡信号传输的电磁场和遮蔽物。

（四）做好竣工验收工作

在室内覆盖系统的安装施工完成后监理人员应督促系统集成商进行质量检测和预验收，并且对其提交的系统测试报告进行分析评定。首先，测试报告应涵盖所有施工区域的信号测试结果，包括电平、载频号等数据以及相关图表，确认所有数值均达到室内覆盖工程的设计指标。其次，应见证系统的调试与功能测试过程，确认信号增益、通信时延等符合设计要求。

四、结束语

随着人们对无线通信质量的要求越来越高，加之建筑内部以及周边环境中影响无线信号传输的因素越来越多，室内覆盖工程的施工需求会持续增加，而且覆盖方案的设计和施工难度也会逐渐加大。因此，质量监理工作也必然面临越来越复杂的问题，只有从勘查阶段便做好规划设计方案的质量控制才能有效掌控局势并确保室内覆盖工程的施工质量。

参考文献

[1]  曹建廷. 移动通信室内覆盖分布系统研究[J]. 科技创新与应用，2015（27）：95.

[2]  闻磊. 关于无线通信室内覆盖应用工程与质量监理探讨[J]. 建材发展导向：下，2015（3）.

作者简介：韩建丽（1987-01）女，汉族，河北省石家庄市，从事通信工作。

作者：韩建丽

电梯无线通信论文 篇2：

高层建筑火灾逃生控制系统的设计与研究

摘要：为解决高层建筑火灾被困人员的逃生问题，本文设计了一种高层建筑火灾逃生控制系统。该系统以单片机为控制核心，采用太阳能供电模块提供电能，结合无线通信模块来传送指令;通过拉力传感器检测人员进出情况，使用步进电机驱动载人装置运行，从而提高火灾逃生的安全性与高效性。

关键词：高层建筑火灾逃生;单片机;太阳能;无线通信;拉力传感器

1概述

随着社会经济的发展，高层建筑已逐渐成为城市居民住宅的主流。但是在高层住宅建筑中，除步行楼梯和指示灯外，其它的逃生辅助设备非常少见。高层建筑由于其结构特征与容纳人员较多，导致火灾逃生成为当今社会公共安全的重大问题。

现有的火灾逃生技术包括缓降绳索设备、逃生滑道设备及升降机械类设备。[1]通过分析发现存在以下不足：缓降绳索设备在使用时，缆绳容易出现翻转、碰撞和缠绕，或因逃生人员下降过程中身体晃动而与墙体碰撞，以及下降速度难以精确控制，易导致其受到二次伤害。逃生滑道设备通常仅能满足单人使用，逃生效率较低;并且老人、孕妇及婴幼儿因身体状况的特殊性难以使用，存在一定的使用局限性。升降机械类设备通常由建筑内的公共区域电源供电，火灾时若发生电路故障便无法正常使用，稳定性和可靠性较差。

2系统概述

本设计主要由单片机、太阳能供电模块、步进电动机、载人装置、无线通信模块组建而成。

当发生火灾时，逃生人员在安全指示灯的引导下，到达每层楼的逃生口并启动控制开关。无线通信模块向总控单片机STC89C52发出工作指令，总控单片机通过电机驱动模块控制步进电动机运行，使载人装置以预定速度移动至指定楼层。拉力传感器检测人员进出情况，通过无线通信模块发送运行和复位指令，完成装置工作的循环过程。太阳能供电模块为系统提供电能。系统设计框图如图1所示。

3硬件设计

3.1载人装置的结构设计

该部分由吊笼、单片机、拉力传感器、无线发射模块以及钢缆组成。在建筑顶部安装步进电机和钢缆收放器，步进电机的机轴与钢缆收放器相关联，进而驱动钢缆收放器收放钢缆;导向轮安装在楼房顶部与升降通道的交界处;钢缆一端连接在钢缆收放器上，另一端绕过导向轮连接在载人装置的上端。载人装置机械安装结构如图2所示。

拉力传感器安装在吊笼与钢缆之间，用于检测人员进出吊笼情况。本系统选用由合金材料构成的拉力传感器，具有较高的抗扭强度和良好的抗偏载能力。为降低信号传输中的干扰，采用电流模拟信号作为载体，将由拉力传感器检测到的信号经过信号放大、滤波处理。再通过AD转换器使得单片机对数据进行采样、量化。最后通过无线发送模块将相关指令传至楼顶处的无线接收模块。

在建筑的外侧设有自顶向下的升降通道，每层设置逃生口。[2]载人装置设在升降通道内，可沿升降通道做竖直方向上的往复移动。吊笼外部固接有与滑槽相配合的导向滑块，导向滑块与滑槽相配合而安装在楼房的升降通道内，吊笼侧壁上设有朝向各楼层逃生口的入口，实现逃生人员的进出。升降通道结构如图3所示。

3.2步进电机的选择

本系统要求载人装置根据控制端的相应指令完成上升、下降与暂停工作。由于步进电机可以实现快速启动、停止和反转，并且具有控制性好、运行过程中不受负载变化的影响、只存在周期性误差而无累积误差等特点，故选择步进电机驱动载人装置的运行。[4]

3.2.1必要脉冲数和驱动脉冲数计算

参照建筑物高度的指标数据，本文选定高度为70m的建筑。装置载重量m为200Kg（含载人装置），设置额定下降速度v为1ms。

3.2.2步进电动机力矩的计算

3.2.3步进电动机的确定

计算结果表明，必要的电机力矩为31.8[N·m]。选择扭矩为50[N·m]，工作电压为80-350V的130BYG350-280三相高压步进电机。根据上述结果可得，该电机可提供的最大功率[4]为Pmax：

Pmax=M×ω=M×（2πn60）=3140W

3.3驱动电路的设计

由于步进电机的驱动电流较大，电流的通断导致电磁干扰，影响单片机的正常工作。[5]因此，本系统通过ULN2003A达林顿芯片驱动步进电机，引脚与步进电机连线示意图，如图4所示。ULN2003A系列驱动器的左边1～8为输入端，接单片机P2口的输出端，驱动信号由P2口的P2.0至P2.3输出，右侧9～16为输出端引脚，接步进电机，引脚9接5V电源，该驱动器提供的电流最高为0.5A。

3.4无线通信模块设计

无线通信模块分为无线发送、无线接收模块，均选用APC200A-43模块，[6]其抗干扰性和灵敏度较高，适合于强干扰的恶劣环境中使用，支持一点对多点的通信。

无线发送模块由看门狗芯片MAX813、电压转换芯片、光电耦合器、APC200A-43无线模块、RS485芯片、报警指示灯及滤波电路等组成。工作过程中，通过按下控制器的启动与停止按钮来为单片机提供高低电平，单片机通过RS485芯片把啟动或停止信号传给无线发送模块。

无线接收模块主要由DCDC电源转换模块，APC200A-43无线模块，RS485芯片，指示灯及控制电路和滤波电路等组成。工作过程中，无线接收模块收到无线发送模块传输的数据，通过RS485芯片传给总控单片机，经总控单片机处理后，控制步进电动机的运行。

3.5太阳能供电模块设计

太阳能供电模块安装在楼房顶部，利用单晶硅太阳能电池板采集太阳能，增强型PMOS管SI2307作为电源转换电路。当光线较强时，太阳能电池可在为系统供电的同时，通过CN3722充电管理芯片为蓄电池充电;当光线较弱时，蓄电池负责系统供电。[7]供电模块系统框图如图5所示。

选用10个24V40AH可充电锂电池串联构成的蓄电池组作为储电装置，以560kHz的CS5171高效率开关稳压器作为稳压芯片，输出稳定的5V电压。

4软件设计

装置上电启动。总控单片机进行初始化，接收到开始指令信号后，载人装置下降至目标楼层。当拉力传感器检测到拉力增大并稳定数秒时，总控单片机通过电机驱动模块控制步进电机，使得载人装置按照预定速度下落;若此时无拉力增大，则装置复位至初始位置。当载人装置下降至距地面安全距离时开始制动，落地后装置平稳停止数秒。当拉力传感器检测到拉力减小并稳定数秒时，总控单片机通过复位电路模块驱动步进电机，使得载人装置上升至初始位置;若此时无拉力减小，则装置继续延时等待。总体控制程序流程图，如图6所示。

针对装置下降过程中的突发情况，逃生人员可启动载人装置内预设的制动按钮，由单片机2通过无线通信模块向总控单片机发送停止指令，控制步进电机反转，实现紧急制动功能。

5安全性分析

系统需进行安全性分析，具体为装置的重复使用性、制动性能及运行稳定性。

5.1重复使用性

在供电模块充满电时，储电量Q储为9600WH。规定载人装置下降至地面后并复位为一个运行周期，空载质量m0为20Kg，设置装置空载上升速度v*为2ms。空载额定力矩M*为6.366Nm，电机空载工作功率P*为400W。一个运行周期的总耗电量Q耗：

Q耗=Q负载+Q空载=P负载t1+P*t2=65WH

在最大储电量条件下，可完成147个运行周期，系统的重复使用性良好。

5.2制动性能

制动性能是评估逃生系统安全性的重要指标，本文对装置的制动距离进行分析计算。[8]由额定速度v=1ms与加减速时间t=4s，得制动过程加速度a=0.25ms2。参照电梯紧急制动时平均减速度在0.2～1.0g之间的标准，该制动加速度合理。再根据S=v2（2a），得到制动距离为2m。

5.3运行稳定性

载人装置通过导向滑块与滑槽相配合而安装在楼房的升降通道内，其升降平稳，不会发生旋转、倾斜及晃动，钢缆不会发生翻转、碰撞和缠绕，运行稳定性有保障，可有效避免逃生人员受到二次伤害。

6结语

该系统具有结构简单、安全性高、适用范围广泛的优势。单片机作为步进电机的控制核心，精确控制下降、落地速度;安装于升降通道的载人装置，运行稳定性高;采用太阳能供电，确保电力中断时的安全运行。可应用于小区居民楼等高层建筑。

参考文献：

[1]姚燕生，朱达荣，吴振坤.高层建筑火灾缓降逃生设备综述[J].安徽建筑工业学院学报，2013，21（4）：42-45.

[2]钟东阶.高层建筑火灾跨楼层逃生通道设计[J].湖北工业大学学报，2014，29（4）：80-81.

[3]马文斌，杨延竹，洪运.步进电机控制系统的设计及应用[J].电子技术应用，2015，41（11）：11-13.

[4]辜承林，陈乔夫，熊向前.电机学（第三版）[M].湖北：华中科技大学出版社，2010.

[5]陈虹丽，马国豪，李强.基于单片机的步进电机升降速并行控制[J].實验技术与管理，2018，35（7）：84-85.

[6]夏晓东.基于单片机的远程无线控制系统设计[J].煤矿机械，2011，32（8）：223-224.

[7]谢卿.太阳能光伏系统的自动跟踪式系统[D].华东理工大学，2012：11-35.

[8]江义涛.再谈曳引驱动乘客电梯制动性能的验证[J].中国电梯，2018，15：39-40.

作者：崔凯 宋文飞 颜甜甜 李春香

电梯无线通信论文 篇3：

某小区内电梯无线监控装置方案探讨

【摘要】 本文依据笔者多年工作经验，提出电梯无线监控系统适用于小区内电梯的监控，可监视电梯运行状况，及时发现电梯故障进行紧急处理，也可通过远程操作使电梯处于检修、群控、独立、锁梯等状态。该方案结构简单，程序容易实现，该产品已在某小区稳定运行，各项能指标满足设计要求。

【关键词】电梯；监控；无线；装置

前言

电梯在日常工作生活中发挥着积极而重要的作用，由于现代化城市的建设，楼层的高度已经不仅仅局限于多层或者小高层，因此，高度落差的空间里，电梯直接关系到人们的生命以及财产安全。其中电梯监控系统的作用显得尤为重要，除了能实时监视电梯运行状态，还能提高电梯运行的安全性。

本文设计了一种电梯监控装置，利用可自动组网的无线数传模块进行数据传输，该装置组网方便，且成本低廉容易实现，具有很强的实用性。

一、电梯监控装置简介

由于目前市场上绝大多数电梯厂家采用基于CANBUS的电梯控制系统，本文针对使用CANBUS的电梯进行电梯监控装置的设计，该电梯监控装置主要由CAN总线通信装置、无线通信装置、显示与操作装置组成。

CAN总线通信装置主要包括带CAN控制器的微处理器、CAN收发器、RS232转换芯片，其作用是从CAN总线上采集电梯状态信息，比如电梯是否正常运行、电梯运行状态、电梯故障等信息，并将信息通过RS232接口传给可自动组网的无线数传模块，同时从该无线数传模块接收用户输入命令并将其通过CAN总线传给电梯主控系统。

显示与操作装置主要包括微处理器、RS232转换芯片、存储器、显示模块、按键，其作用是显示电梯状态信息，同时将用户输入命令传给该无线数传模块。

无线通信装置主要包括具有收发功能的可自动组网无线数传模块，作用是通过模块自身的自动组网、自动路由功能，方便快速地建立各电梯机房电梯主板的信息与监控中心监控电脑两者之间的无线通信，如果无线数传模块之间距离过远、需加中继模块，保证传输距离。

二、电梯监控装置硬件设计

CAN总线通信装置以NXP公司的LPC11C14FBD48/301微处理器为控制核心，其运行速度高达50MHz，带有一个CAN控制器、一个UART/RS485接口、32KB的flash、8KB的SRAM。LPC11C14的CAN接口（即CAN_RXD、CAN_TXD）经CAN收发器SN65HVD231后接入电梯控制系统的CAN总线，LPC11C14的UART接口（TXD、RXD）经MAX3232EUE+芯片扩展为RS232接口后与无线数传模块的RS232接口相连。

显示与操作装置以NXP公司的LPC1224FBD48/101微处理器为控制核心，其运行速度高达45MHz，带有2个UART接口、1个SSP/SPI接口、32KB的flash、8KB的SRAM。LPC1224的两个UART接口经MAX3232EUE+芯片扩展成RS232接口，其中一个接口与无线数传模块主机的RS232接口相连，另一个接口与10.4寸液晶屏显示模块的RS232接口相连。按键开关电路通过TLP181BL光隔（以提高抗干扰能力）与LPC1224的I/0口相连，flash芯片作为外部存储器，通过SPI接口与LPC1224的SPI端口相连。

无线通信装置选用华奥通通信公司的可自动组网HAC-Unet微功率无线数传模块，该模块采用GFSK 的调制方式，前向纠错信道编码技术，自带CRC编码，确保系统工作的稳定性和可靠性，模块之间的通讯距离从几百到1000米，如果距离较远，需要采用中继器，距离通常可达4000米。模块通常安装于相应的主机和从机内，模块间具有多通道自动组网功能，

三、软件设计

电梯监控系统应用于工业坏境，且工作过程要求对电梯实时监控，故对系统的可靠性、抗干扰性提出了较高的要求。Uc/os_II是一种开源的应用广泛的嵌入式多任务实时操作系统，其安全性、稳定性得到了美国联邦航空管理局认证，这里采用Uc/os_II来进行电梯监控系统的软件设计。

在软件设计中，CAN总线通信装置和操作与显示装置之间的无线通信是重点。HAC-Unet无线数传模块本身包含可自动组网功能，当其主机采用API模式、从机采用透明模式时，从机将其串口数据直接发给主机，主机将数据按一定帧格式（含接收数据的从机地址、数据长度、内容）打包输出到主机串口，主机也只对来自串口的符合帧格式的数据（含发送目标从机地址、数据长度及内容）进行处理发送，从机从无线网络中接收到主机发给它的数据包后，只将其中的净数据输出到串口。无线模块通信上的的这些特点，使无线通信软件设计大为简化。

CAN总线通信模块的软件任务可划分为：CAN通信任务、无线通信任务。CAN通信任务完成功能如下：CAN数据接收及将其处理为待无线发送数据；将待CAN发送数据通过CAN发送。无线通信任务完成功能如下：将待无线发送数据通过串口发送给无线模块从机，并从串口接收操作人员命令数据处理为待CAN发送数据。当CAN通讯发生故障时，可通过无线通信进行信号的发送传输，反之也可成立，这样可以大大降低系统故障率的发生。两个任务可使用互斥信号量来访问共享数据。

显示与操作装置的软件设计较为繁琐，可将任务划分为：键盘任务、无线通信任务、显示任务。键盘任务是：读外界键盘输入，并解释为待显示内容A（即键盘输入含义）和（或）待发送命令数据B（含电梯地址）。无线通信任是：从与无线主机相连串口接收数据并按帧格式定义处理为电梯状态信息C（含电梯地址），将数据B按发送数据帧格式打包并將其通过串口发送给主机。显示任务是：对待显示内容A及电梯状态信息c进行解释，并通过与显示模块相连串口按协议发送数据更新显示界面。显示界面上需显示各电梯实时状态如运行、检修、故障等，以及人员操作命令如令某电梯执行锁梯等。

四、结束语

本文提出的方案适用于小区内电梯的监控，可监控电梯运行状况，及时发现电梯故障进行紧急处理，也可通过远程操作使电梯处于检修、群控、独立、锁梯等状态。本方案结构简单，容易实现，大大减少了小区的布线需求，给小区的电梯监控系统改造或升级创造了良好的条件。同时也避免了因为后期改造而产生的大量管线预埋工作，方便快捷，具有很强的实用性，该产品已在某小区稳定运行，各项性能指标满足设计要求。

参考文献：

[1]邬宽明.CAN总线原理和应用系统设计[M].北京航空航天大学出版社.1996.

[2]任哲.嵌入式实时操作系统C/OS—II原理及应用（第二版）[M].北京航空航天大学出版社，2009

作者：刘洪友